(57)【要約】【課題】  素電池における亜鉛−炭素結合極板と熱収縮性樹脂チューブとの間に接着性および弾力性に優れ、かつ塩化ビニルを含まない接着層を形成することにより、環境に対して悪影響を与えない高信頼性の積層形マンガン乾電池を提供する。【解決手段】  積層形マンガン乾電池は、底面中央部に穴を有するポリスチレンからなるカップ状の熱収縮性樹脂チューブ、および前記熱収縮性樹脂チューブの底面内側に配された亜鉛−炭素結合極板からなる素電池ケースと、前記素電池ケース内にセパレータを介して収納された正極合剤とからなる素電池複数個を含み、前記熱収縮性樹脂チューブの底面内側と前記亜鉛−炭素結合極板の下面との間にクロロプレンゴムからなる接着層を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面中央部に穴を有するポリスチレンからなるカップ状の熱収縮性樹脂チューブ、および前記熱収縮性樹脂チューブの底面内側に配された亜鉛−炭素結合極板からなる素電池ケースと、
前記素電池ケースの内側に配されたセパレータと、
前記セパレータを介して前記素電池ケース内に収納された正極合剤とからなる素電池複数個を含む積層形マンガン乾電池であって、
前記熱収縮性樹脂チューブの底面内側と前記亜鉛−炭素結合極板の下面との間に、クロロプレンゴムからなる接着層を具備することを特徴とする積層形マンガン乾電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層形マンガン乾電池に関し、さらに詳しくは素電池ケースの作製時に用いられる接着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、積層形マンガン乾電池の素電池における亜鉛−炭素結合極板における炭素膜側と前記素電池の周囲を被覆するポリ塩化ビニルからなる熱収縮性樹脂チューブとの接着には、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体を主成分とした接着剤が用いられていた（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、部材に塩化ビニルを用いた電池を廃棄する場合、環境に悪影響を及ぼす。このため、環境問題を考慮し、電池に使用する材料の脱塩化ビニル化が図られている。
また、接着剤に含まれる塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体は弾力性が不充分であるため、素電池を複数個積層した積層形マンガン乾電池では、外力を受けた場合にそれを緩和することができない。
【０００４】
これに対して、熱収縮性樹脂チューブの材料として、環境に悪影響を及ぼす塩化ビニルの代わりにポリスチレンを用いることが検討されている。
しかし、ポリスチレンからなる熱収縮性樹脂チューブに対して、塩化ビニルを含まず、かつ速乾性、および早期接着性に優れた接着剤は依然として見出されていない。
【特許文献１】特開平８−１０６８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記従来の問題を解決するために、ポリスチレンからなる熱収縮性樹脂チューブに対して、塩化ビニルを含まず、かつ優れた速乾性および早期接着性を有する接着剤を用いて、素電池における亜鉛−炭素結合極板と熱収縮性樹脂チューブとの間に接着性および弾力性に優れた接着層を形成することにより、環境に対して悪影響を与えない高信頼性の積層形マンガン乾電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の積層形マンガン乾電池は、底面中央部に穴を有するポリスチレンからなるカップ状の熱収縮性樹脂チューブ、および前記熱収縮性樹脂チューブの底面内側に配された亜鉛−炭素結合極板からなる素電池ケースと、前記素電池ケースの内側に配されたセパレータと、前記セパレータを介して前記素電池ケース内に収納された正極合剤とからなる素電池複数個を含む積層形マンガン乾電池であって、
前記熱収縮性樹脂チューブの底面内側と前記亜鉛−炭素結合極板の下面との間にクロロプレンゴムからなる接着層を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ポリスチレンからなる熱収縮性樹脂チューブに対して、塩化ビニルを含まず、かつ優れた速乾性および早期接着性を有する接着剤を用いて、素電池における亜鉛−炭素結合極板とポリスチレンからなる熱収縮性樹脂チューブとの間に接着性および弾力性に優れた接着層を形成することにより、環境に対して悪影響を与えない高信頼性の積層形マンガン乾電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の積層形マンガン乾電池の一実施の形態について図３を参照しながら説明する。図３は本発明の積層形マンガン乾電池の概略縦断面図である。
積層された複数の素電池７、およびその上端面に接する正極集電板５からなる電池群が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるブロック用熱収縮性樹脂チューブ４で被覆され、外装缶１０内に収容される。ブロック用熱収縮性樹脂チューブ４の熱収縮により、その上下端縁が電池群の上下周縁部に密着している。
【０００９】
端子板３に設けられた正極端子１は、正極リード６を介して正極集電板５に接続されている。一方、端子板３に設けられた負極端子２は、負極リード８を介して電池群の下端面に接続されている。端子板３および底板９は、外装缶１０の上下端縁を内方に屈曲することによりそれぞれ締めつけられる。
【００１０】
ここで、本発明の素電池の概略縦断面図を図１に示す。また、素電池を構成する本発明の素電池ケースの概略縦断面図を図２に示す。
素電池７は、図２に示すような底面中央部に穴を有するポリスチレンからなるカップ状の熱収縮性樹脂チューブ１２、および熱収縮性樹脂チューブ１２の底面内側に配された亜鉛−炭素結合極板１６からなる素電池ケースと、前記素電池ケースの内側に配されたセパレータ１３と、セパレータ１３を介して前記素電池ケース内に収容された正極合剤１４とからなる。
【００１１】
この素電池７は、下記に示す手順で作製される。
上記の図２に示す素電池ケースの内側に、セパレータ１３を配し、さらにその内側に、正極合剤１４を挿入する。そして、正極合剤１４とセパレータ１３との間に所定の電解液を一定量注液した後、ポリスチレンからなる熱収縮性樹脂チューブ１２を熱収縮させて、図１に示す構造の素電池が得られる。
【００１２】
亜鉛−炭素結合極板１６は、亜鉛板の下面に導電性を有する炭素膜を形成したものであり、セパレータ１３と接する亜鉛部分１１とその外側の炭素部分１５からなる。
そして、熱収縮性樹脂チューブ１２の底面内側と前記亜鉛−炭素結合極板１６の下面（炭素部分１５）との間にクロロプレンゴムからなる接着層１７が形成されている。
【００１３】
この接着層１７は、熱収縮性樹脂チューブ１２および亜鉛−炭素結合極板１６に対して優れた接着性を有するため、熱収縮性樹脂チューブ１２と亜鉛−炭素結合極板１６とが接着層１７を介して強固に接着される。
また、この接着層１７は弾力性を有するため、接着層の剥がれを防止できるとともに、素電池７を積層した場合でも、電池の組み立ての最終工程における外装缶１０のシーム時に、積層した素電池７群の縦方向（積層方向）に加わる力を、柔軟に緩和することができる。
【００１４】
前記接着層１７は、例えば、以下の方法により形成される。
クロロプレンゴムをトルエンを主成分とする揮発性有機溶剤に溶かした溶剤型接着剤を、亜鉛−炭素結合極板１６の下面（炭素部分１５）に塗布した後、この塗布部分に熱収縮性樹脂チューブ１２の底面内側を密着させる。次いで、乾燥させて有機溶剤を蒸発させることにより、クロロプレンゴムからなる接着層１７が形成される。なお、乾燥は熱収縮性樹脂チューブが収縮しない程度に行う。
【００１５】
このクロロプレンゴムを主成分とする接着剤は速乾性に優れ、かつポリスチレンからなる熱収縮性チューブ１２および亜鉛−炭素結合極板１６における炭素部分１５に対して優れた接着性を有する。
また、熱収縮性樹脂チューブ１２および接着層１７は、塩化ビニル系の材料を含まないため、環境に悪い影響を与えずに済む。
【００１６】
複数の素電池７を上下方向に積層すると、上に位置する素電池７の熱収縮性樹脂チューブ１２の底面中央部の穴より露出する亜鉛−炭素結合極板１６の炭素部分１５と、下に位置する素電池７の正極合剤１４の熱収縮性樹脂チューブ１２で覆われない部分とが接することにより、これらの素電池が直列に接続される。
セパレータ１３および正極合剤１４については、従来から用いられているものを用いればよい。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
《実施例１》
底面中央部に穴を有するカップ状のポリスチレンからなる熱収縮性樹脂チューブ１２の底面内側に、亜鉛−炭素結合極板１６を炭素部分１５が下になるように設置し、図２と同様の構成の素電池ケースを作製した。
【００１８】
このとき、亜鉛−炭素結合極板の下面における熱収縮性樹脂チューブ１２の底面内側との接触面に接着剤を塗布し、熱収縮性樹脂チューブ１２と亜鉛−炭素結合極板とを接着させた。
接着剤には、クロロプレンゴムをトルエンを主成分とする揮発性有機溶剤に溶解させたものを用いた。この接着剤を所定箇所に塗布後、乾燥させてトルエンを主成分とする溶剤を除去することにより、熱収縮性樹脂チューブ１２の底面内側と亜鉛−炭素結合極板１６の下面（炭素部分１５）との間にクロロプレンゴムからなる接着層１７を形成した。
【００１９】
《比較例１〜４》
実施例１で用いた接着剤の代わりに、表１に示す各種接着剤を用いた以外は、実施例１と同様の方法により、素電池ケースを作製した（比較例１〜３）。
また、熱収縮性樹脂チューブとしてポリスチレンの代わりにポリ塩化ビニルを用い、接着剤としてクロロプレンゴムを主成分とする溶剤型接着剤の代わりに塩化ビニル−酢酸ビニル共重合物を主成分とする溶剤型接着剤を用いた以外は、実施例１と同様の方法により素電池ケースを作製した（比較例４）。
なお、これらの接着剤の溶剤には、トルエンを主成分とする揮発性有機溶剤を用いた。また、各接着剤中の溶剤の含有量は同じとした。
実施例１および比較例１〜４で用いた接着剤および熱収縮性樹脂チューブを表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
上記の実施例１および比較例１〜４の各接着剤および素電池ケースについて以下に示す評価をそれぞれ行った。
【００２２】
［評価］
（１）接着性の評価
接着剤の早期接着性を評価するため、接着剤を塗布した後、２、１０および３０分経過した時点で、亜鉛−炭素結合極板に接着したポリスチレンからなる熱収縮性樹脂チューブを剥がし、樹脂チューブ底面における炭素の付着具合をそれぞれ調べた。このとき、炭素が樹脂チューブ底面の穴の周りを連続して囲むように付着していた場合は○、付着した炭素が前記穴の周りを連続して囲んでいない状態である場合は×とした。また、得られた接着層の接着性を評価するため、塗布した後、１時間経過した時点において最終的に接着したかどうかについても、上述と同様の方法により評価した。
【００２３】
（２）速乾性の評価
接着剤をプラスチックシート上に０．０２ｇ滴下し、６０℃の恒温層中に２分間放置した後、プラスチックシートを３０秒間９０°に傾けても接着剤が流動しないことを確認することにより、溶剤が蒸発したかどうかを調べた。溶剤が完全に蒸発した場合は○、溶剤が残留していれば×とした。
【００２４】
（３）弾力性の評価
素電池ケースの内側の４角を亜鉛−炭素結合極板における亜鉛部分の上より棒で押さえた状態で、亜鉛−炭素結合極板の中央部を炭素部分の上より径が２ｍｍの丸棒で押し当て、亜鉛−炭素結合極板を素電池ケース内側に２ｍｍ分だけ変形させた。その後、素電池ケース内に電解液として約３０％のＺｎＣｌ2水溶液を注ぎ、接着部分より電解液が漏出しないかどうかを目視により調べた。このとき、接着部分から電解液が漏出しなかった場合は○、接着部分から電解液が漏出した場合は×とした。
上記の評価結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２より、接着剤の早期接着性および速乾性、ならびに接着剤を塗布することにより得られた接着層の接着性および弾力性を評価した結果、実施例１では、いずれの特性においても良好な結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明の積層形マンガン乾電池における素電池を構成する素電池ケースは、熱収縮性樹脂チューブおよび亜鉛−炭素結合極板に対する接着性および弾力性に優れた接着層を有し、かつ接着層が塩化ビニルを含まないため、環境面への配慮を要する高信頼性の積層形マンガン乾電池に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の素電池の概略縦断面図を示す。
【図２】本発明の素電池ケースの概略縦断面図を示す。
【図３】本発明の積層形マンガン乾電池の概略縦断面図を示す。
【符号の説明】
【００２９】
１  正極端子
２  負極端子
３  端子板
４  ブロック用熱収縮性樹脂チューブ
５  正極集電板
６  正極リード
７  素電池
８  負極リード
９  底板
１０  外装缶
１１  亜鉛部分
１２  熱収縮性樹脂チューブ
１３  セパレータ
１４  正極合剤
１５  炭素部分
１６  亜鉛−炭素結合極板
１７  接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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